企業級SSD看這里--2016全球互聯網技術大會寶存科技看點

發布時間:2016-05-31


本屆全球互聯網技術大會關鍵詞:PCIe-RAID,原子寫。
PCIe-RAID
1. 什么是PCIe-RAID?
通過驅動將RAID邏輯整合到FTL層,在實現高容量的同時,解決傳統SSD RAID存在的寫放大和性能損耗的問題,我們稱這一技術為PCIe-RAID。
2. PCIe-RAID如何解決性能損耗、容錯性差、意外掉電、連續故障等現象?
PCIe-RAID 技術的優勢在于,PCIe-RAID 技術的目標是在系統中提供一個集任意可擴展、超大容量、高性能和高可靠性的全閃存設備。Shannon PCIe-RAID能夠為客戶提供一個集大容量、高性能和高可用的單一邏輯塊設備,方便用戶管理與使用。在系統層面,將FTL的實現完全從PCIe Flash存儲設備中移至主機軟件層,實現全局FTL,同時卡間的RAID基于Flash的物理頁面地址構建,針對Flash優化,徹底解決傳統SSD RAID系統中的寫放大和可靠性問題。
3. 創新可靠性設計如何提供?;??
Shannon Systems的PCIe-RAID可靠性設計有著幾個突出的優勢。PCIe-RAID 技術是一個2-D(2維) 軟硬結合的RAID陣列,其2-D RAID 的PCIe-RAID技術不僅包括閃存單卡Nand芯片之間的RAID,還有在此之上卡與卡之間的RAID冗余,雙重?;せ?,?;た突У氖蒞踩?。
PCIe-RAID技術還有一個亮點,在于在單卡內的Cross Nand RAID?;せ?,采用了基于PBA方面的RAID5改進算法冗余?;せ?,該機制解決了RAID5的嚴重性能、全局寫放大系數過大問題,以及寫洞(Write-Hole)現象等傳統RAID5 缺陷。在PCIe卡之間,PCIe-RAID支持基于PBA的RAID0\RAID5的冗余級別,未來可能會支持RAID10。
4.PCIe-RAID適合哪些行業用戶與應用場景?
PCIe-RAID 技術適合任何對速度和可靠性有較高要求的客戶,同時也適合對要求存儲但希望優化存儲成本的用戶。因此,PCIe-RAID 適合大數據分析、云平臺、數據分析、數據挖掘、BI等應用場景。
5. PCIe-RAID閃存方案可解決用戶哪些痛點?
大容量、高可用、高性能的PCIe-RAID閃存解決方案,在很大程度上可以幫助用戶實現小機、高端存儲等存儲需求。PCIe-RAID技術配合Shannon Systems 之前發布的Re-config 技術,可以從根本上解決困擾原生PCIeFlash 產品存在已久的超低概率SEU問題,這樣就為要求高可靠性的金融行業用戶應用高速閃存存儲產品方案提供了可能。

原子寫(Atomic Write)
Shannon Direct-IO產品很早已實現原子寫(Atomic Write)。
1. 什么是原子寫?
原子寫是不可中斷不可分割的寫操作,這個操作要么沒有完成,要么已經完成,不存在這個寫操作只完成了一部分。例,當程序向SSD中寫入16K數據時,機器突然斷電了,重新啟動機器后去檢查SSD上的數據,這16K數據要么沒有寫進去,要么已經寫進去了,不會存在只寫進去4K,剩下的12K沒有寫進去的現象。

2. 原子寫的原理是什么?
Nand Flash的最小寫單位是page,NandFlash寫page的操作是原子操作。我們只要將上層應用程序發過來的寫操作放在一個Nand Flash的page里,那我們這個寫操作也就是原子操作。

3. PCIe Flash和原子寫的關系?
目前常見的NandFlash的page大小是32KB,所以只要上層應用程序寫的數據小于32KB,我們就可以把這個數據放在一個page里,這個寫操作就是原子寫了。只有Host-Based SSD才能容易識別哪些數據來自于同一個寫操作,才有可能把這些數據放在同一個Nand Flash page里。所以,只有Host-Based才能實現原子寫操作。Deviced-Based的架構,無法實現原子寫。
4. 原子寫的好處有哪些?
MySQL經常寫的數據頁是16KB。MySQL在寫入16KB的數據頁時如果發生了突然斷電,有可能只寫入一部分,導致重啟后讀出的一個數據頁即非新的數據,也不是舊的數據。MySQL為了防止這種情況,每寫一個數據頁時都會寫兩遍,第一次寫在磁盤上一個固定的位置,第二次才寫入真正要寫入的位置。如果第二次寫入時發生了突然斷電導致數據不完整,MySQL就會從第一次寫入的位置恢復數據。這個技術叫做“double write"。有了我們的原子寫技術后,MySQL就不需要寫兩遍數據。需要寫的數據減少了,速度就會更快了。而且由于寫入的數據量只有原來的一半,SSD的壽命會延長一倍。
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